專利名稱：接收機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于移動電話等的移動通信無線收發(fā)機的接收機，其接收特性限制在線性范圍內。
下面說明其操作。經由天線1接收的無線信號，通過天線共用器4輸入接收部5。接收部5中，經LNA8放大，經高頻濾波器11濾波后，于MIX9中與來自合成器6的本地振蕩信號相混合，成為基帶信號。再由濾波器12濾波并輸入AGC放大器10。AGC放大器10通過控制部3進行增益控制，使其輸出信號成為預定的一定值?？刂撇?由此增益控制值檢測出所接收的無線信號的接收電場強度。
在此，若所接收的信號的接收輸入功率電平大的場合，接收部5的特別是在后級，AGC放大器10中將發(fā)生飽和，其控制部3中進行的接收電場強度(RSSI)檢測的線性變壞。因此，當接收輸入功率電平較大時，把LNA8的電源或MIX9為無源元件時的電源斷開，以調低接收部5的后級輸入的信號電平。
或者，如圖8所示，設置直通LNA8的通路13和開關14，平時把開關斷開，當接收輸入功率電平偏大時，把開關合上，以降低LAN8的增益。
但是，前者的情況下，LAN8和MIX9，由于在電源斷開時的增益、頻率特性、以及溫度特性的個體差異大，而且，LNA8對應于電源導通/斷開的阻抗不同，其按每個個體的修正復雜且困難。而在后者的情況下，因設計通路13，使LNA8的輸入部中產生損耗，LNA8的噪聲系數變壞。結果，接收部5的接收靈敏度下降。而且，切換開關14時，由于通路被切換，產生相位的不連續(xù)，有所謂的接收特性惡化的問題。
而且，本發(fā)明的接收機還備有檢測所接收的高頻信號電平的高頻信號電平檢測部，當信號電平超過預定的閾值時，控制部通過改變負載電阻的電阻值來調低輸入到放大部的基帶信號的信號電平，因而，可以以簡單的構成和簡單的控制，可擴大接收機的線性范圍。
另外，本發(fā)明的接收機，其控制部具有預定的第一閾值和小于第一閾值的第二閾值，當高頻信號的信號電平大于第一閾值時，通過改變負載電阻的電阻值來調低輸入放大部的基帶信號的信號電平；當高頻信號的信號電平小于第二閾值時，通過改變負載電阻的電阻值來提高輸入放大部的基帶信號的信號電平，從而可避免過度控制，達到穩(wěn)定控制。
另外，本發(fā)明的接收機，還設有檢測輸入放大部的基帶信號的信號電平的基帶信號電平檢測部，當基帶信號電平檢測部的檢測電平大于預定的閾值時，控制部通過改變負載電阻的電阻來降低輸入信號電平，因而可以進行高精度的控制。
另外，本發(fā)明的接收機，控制部設有預定的第一閾值和小于該第一閾值的第二閾值，當基帶信號電平檢測部的檢測電平大于第一閾值時，通過改變負載電阻的電阻值來降低輸入放大部的基帶信號的信號電平，當輸入信號電平小于第二閾值時，通過改變負載電阻的電阻值來提高輸入放大部的基帶信號的信號電平，因而可以進行高精度的穩(wěn)定控制。
而且，本發(fā)明的接收機包括頻率變換所接收的高頻信號并輸出基帶信號的混頻部；放大基帶信號的可變增益放大部；控制可變增益放大器的增益使其輸出成為一定的增益控制部；當增益控制部所控制的可變增益放大部的增益值小于預定的閾值時，控制降低輸入可變增益放大部的基帶信號的信號電平的控制部，因而可以以簡單的構成且更簡單的控制來擴大接收機的線性范圍，同時能夠進行高精度的控制。
最后，本發(fā)明的接收機，控制部設有預定的第一閾值和小于該第一閾值的第二閾值，當可變增益放大部的增益超過第一閾值時，通過控制提高輸入可變增益放大部的基帶信號的信號電平，當可變增益放大部的增益小于第二閾值時，控制降低基帶信號的信號電平，因而可以進行高精度的穩(wěn)定控制。


圖1是本發(fā)明實施例1的移動電話的功能方框圖。
圖2是本發(fā)明實施例1的移動無線收發(fā)機的接收輸入功率電平和AGC放大器輸入電平的關系示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例1的移動無線收發(fā)機的接收輸入功率電平和AGC放大器輸入電平的關系示意圖。
圖4是本發(fā)明實施例1的移動無線收發(fā)機的接收部的結構的示意圖。
圖5是本發(fā)明實施例2的移動無線收發(fā)機的接收輸入功率電平和AGC放大器輸入電平的關系示意圖。
圖6是本發(fā)明實施例3的移動無線收發(fā)機的接收輸入功率電平和AGC放大器設定增益的關系示意圖。
圖7是傳統的移動電話的方框圖。
圖8是傳統的移動電話的接收部的構成例的示圖。
圖中，1是天線，2是通過天線1進行無線信號的收發(fā)的無線部，3是進行基帶信號的處理及無線部2的控制的控制部。
無線部2由天線共用器4、與此天線共用器4相連接的接收部5與發(fā)送部7、以及合成器6所構成，其中合成器6含有本地振蕩器20，并向接收部5和發(fā)送部7提供本地振蕩信號。而接收部5是由放大從天線共用器4輸入的接收信號的低噪聲放大器(LNA)8、高頻濾波器11、混頻器(MIX)9、濾波器12、以及可變增益放大器(AGC放大器)10所構成。MIX9通過將接收信號和來自本地振蕩器20的本地振蕩信號混合來進行變換頻率并輸出基帶信號。然后，其輸出端連接有電阻值為RL1的負載電阻21和與之并聯連接的電阻值為RL2的負載電阻22以及與負載電阻22串聯連接的開關23，開關23通過來自控制部3的控制信號24來切換成導通/斷開。
并且，控制部3由A/D變換來自AGC放大器10的輸出的A/D變換器15、接收數據處理部16、控制信號處理部17、運算部18、以及存儲器19所構成?？刂菩盘柼幚聿?7，輸出控制其增益而使AGC放大器10的輸出達至預定的一定值的控制信號25和上述的控制信號24。
下面說明其操作。經由天線1接收從基站發(fā)送來的電波，將接收的高頻信號通過天線共用器4輸入接收部5。接收部5中，經LNA8放大和高頻濾波器11濾波后，輸入MIX9。在MIX9中，與來自本地振蕩器20的本地振蕩信號混合，直接頻率變換為基帶信號的同時進行放大。
從MIX9輸出的基帶信號，在濾波器12中濾波并由AGC放大器10放大。然后，輸入控制部3的A/D變換器15，變換為數字信號，并在接收數據處理部16中進行信號處理。在此，AGC放大器10為使其輸出信號成為預定的一定值，通過來自控制部3的控制信號25，對設定增益進行反饋控制。控制部3中，根據此設定增益值和存放于存儲器19的頻率修正數據和溫度修正數據，進行所接收的無線信號的接收電場強度(RSSI)的檢測。
但是，MIX9和連接在其輸出端的負載電阻所組成的混合放大部的增益，隨負載電阻的大小而變化。一般MIX9的輸出阻抗高，所以負載電阻大且與MIX9的輸出阻抗匹配時增益上升，負載電阻越小，會產生越大的損耗且增益下降。如上所述，MIX9的輸出端連接有負載電阻21和與之并聯的負載電阻22以及開關23，當開關23斷開時，MIX9的負載電阻值為RL1，當開關23導通時，MIX9的負載電阻值成為(RL1×RL2)/(RL1+RL2)。若選擇使負載電阻值RL1與MIX9的輸出阻抗匹配，則有RL1＞(RL1×RL2)/(RL1+RL2)的關系，因此，混合放大部的增益與開關23斷開時相比，在導通時下降。假設固定負載電阻21的電阻值RL1，則隨著開關23的導通/斷開的增益的變動幅度取決于負載電阻22的電阻值RL2的大小，因此，通過設定適合的電阻值RL2，可得到需要的增益變動幅度。
圖2表示，當開關23處于斷開與導通時的、所接收的高頻信號的信號電平，即接收輸入功率電平和與之對應的AGC放大器10的輸入信號電平的關系。如上所述，混合放大部的增益與開關23斷開的場合相比，在導通時下降，因此，與此相伴的AGC放大器10的輸入電平也在開關23在導通時比斷開時下降。
在此，為方便說明，從天線1到天線共用器4、LNA8、高頻濾波器11、MIX9、濾波器12、以及AGC放大器10的輸入部的部分稱為天線1～AGC放大器10輸入部。圖中，接收輸入功率電平E表示天線1～AGC放大器10輸入部進行線性動作的范圍，此時的AGC放大器10的輸入電平，在開關23斷開時為A，在開關23導通時為C。而且，AGC放大器輸入電平B表示AGC放大器10做線性動作的輸入電平的上限，當開關23斷開時，在接收輸入功率電平D以上，即比天線1輸入～AGC放大器10輸入部的電平E低的電平，表示AGC放大器10的飽和。因此，開關23斷開時，電平D成為整個接收部5的線性動作的上限值。
因此，進行以下的控制。即對接收輸入功率電平設計閾值PinTH1與PinTH2(D≥PinTH1＞PinTH2)，在初始狀態(tài)，當接收輸入功率電平比閾值PinTH1低時使開關23斷開，比閾值PinTH1高時使開關23導通，然后，當接收輸入功率電平在閾值PinTH1以上時使開關23導通，在閾值PinTH1以下時使開關23斷開。
圖3表示，實行上述控制的場合，接收輸入功率電平和與之對應的AGC放大器10的輸入信號電平的關系。與圖2相同的符號表示同一或相等的部分，所以省略其說明。圖中，接收輸入功率電平在閾值PinTH1以上時，控制使開關23導通，使混合放大部的增益下降，使AGC放大器10的輸入信號電平下降。從而，即使接收輸入功率電平為E時，也使得AGC放大器10的輸入信號電平為C(＜B)其AGC放大器10不會飽和，因此，接收部5的線性動作范圍達到接收輸入功率電平E。另一方面，接收輸入功率電平在閾值PinTH2以下時，斷開開關23，控制使混合放大部的增益上升，使AGC放大器10的輸入信號電平上升。從而，可防止當接收信號弱的時候的接收靈敏度的惡化。并且，上述的切換控制是由混合放大部的增益控制，即頻率變換后輸入AGC放大器10的基帶信號的電平控制而進行，因此，成為僅以增益量進行補償的狀態(tài)，對于高頻信號的頻率特性、溫度特性的修正值無任何影響。而且，設計閾值PinTH1與PinTH2，使其有滯后特性，因此，不會產生過度增益的切換。
這里，說明接收的無線信號的接收電場強度(RSSI)的檢測，即接收輸入功率電平的檢測方法。接收輸入功率電平Pin可根據AGC放大器10的設定增益G1、A/D變換器15的輸入電平Pref、天線1輸入～AGC放大器10輸入部的基準增益G2、天線1輸入～AGC放大器10輸入部的頻率偏差(修正值)G0_freq、天線1輸入～AGC放大器10輸入部的溫度偏差(修正值)G0_temp、以及高增益時(斷開開關23時)和低增益時(導通開關23時)的天線1輸入～AGC放大器10輸入部的增益差G0_offset來算出。其計算例如由控制部3的運算部18進行。
AGC放大器10的設定增益G1為變量，設定成使A/D變換器15的輸入電平Pref成為預定的一定值。另外，頻率偏差G0_freq是某一接收頻率中的天線1輸入～AGC放大器10輸入部的增益和基準增益G0之差?？紤]到儀器的個別差異，事先在每個無線收發(fā)機中接收頻率帶域內的多個點的頻率上測量，并在存儲器18中作為修正值存儲。另外，溫度偏差G0_temp是某溫度下的天線1輸入～AGC放大器10輸入部的增益與基準增益G0之間的差值，事先由數臺樣品機的測量而求得，并作為無線收發(fā)機共用的修正值儲存在存儲器18中。還有，增益差G0_offset是相對于MIX9的開關23斷開時(高增益時)和開關23導通時(低增益時)的增益差，考慮到接收部5的個體差異，事先在每個無線收發(fā)機上測量，并作為修正值儲存在存儲器18中。
采用上述的數值，可按如下公式算出接收輸入功率電平Pin。
高增益時Pin＝G0+G0_freq+G0_temp+G1+Pref低增益時Pin＝G0-G0_offset+G0_freq+G0_temp+G1+Pref也就是說，低增益時的接收輸入功率電平，可在高增益時的電平減去G0_offset而求得，沒必要使頻率偏差G0_freq、溫度偏差G0_temp隨增益切換而變化。按上述的計算公式數次進行計算，并將平均結果作為接收輸入功率電平，當該值超出閾值的上限或下限時，如上述，由開關23的導通/斷開來進行混合放大部的增益的切換控制。切換增益時，考慮增益差G0_offset而重新設定AGC放大器10的設定增益G1。這樣，可加快增益切換時的AGC放大器10的收斂。
這樣，本發(fā)明的實施例1的無線裝置，在接收輸入功率電平高時，通過調低MIX9的負載電阻來降低混合放大部的增益，并控制AGC放大器10的輸入信號電平下降，因而可擴大接收部5的線性動作范圍。另一方面，當接收輸入功率電平低時，通過調高MIX9的負載電阻來增大混合放大部的增益，并提高AGC放大器10的輸入信號電平，可以控制其不必要的下降，從而避免產生接收特性的靈敏度惡化等的壞影響。而且，由于控制的是頻率變換后輸入AGC放大器10的基帶信號電平，故隨著控制其頻率特性或溫度特性大致不會改變，因此，沒必要存儲對應于控制的修正值。另外，在接收輸入功率電平的閾值上設定了兩個不同的值，使控制有了滯后的特性，因此，不會產生過度增益切換，可以達到穩(wěn)定的控制。另外，控制AGC放大器10的輸入信號電平時，考慮了混合放大部的切換增益差值而進行AGC放大器10的增益設定，從而使AGC放大器10的收斂變快，可進行穩(wěn)定控制。
而且，如圖4所示，在圖1的接收部5中，也可以把濾波器12設在MIX9和負載電阻21之間。濾波器12設計成能變換由MIX9和負載電阻構成的混合放大部的輸出阻抗，以及能與AGC放大器10的輸入阻抗匹配，若按上述的配置，則容易設計濾波器12。此時，濾波器12設計成使MIX9的輸出阻抗和含負載電阻的AGC放大器10的輸入阻抗匹配。另外，將濾波器12設在負載電阻21和負載電阻22之間時，也同樣可使濾波器12的設計變得容易?？傊?，其它能得到的效果跟圖1的組成效果一樣。
首先，說明輸入AGC放大器的基帶信號的輸入電平的檢測方法。AGC放大器的輸入信號電平PinAGC可由AGC放大器10的設定增益以及A/D變換器15的輸入電平Pref算出。此計算，例如可在控制部3的運算部18中進行。AGC放大器的輸入信號電平PinAGC的計算公式可由下公式表示。
PinAGC＝G1+Pref數次進行按照該公式的計算，并將平均的結果作為AGC放大器輸入信號電平，基于該值跟后述的閾值之間的關系，由開關23的導通/斷開進行混合放大部的增益切換控制。
圖5表示進行上述的控制時接收輸入功率電平和相對應的AGC放大器10的輸入信號電平的關系。與圖1相同的符號表示同一或相當的部分，因此省略其說明。圖中，PinAGC_TH1和PinAGC_TH2是AGC放大器10的輸入信號電平所對應的閾值，兩個閾值間的關系，通過利用AGC放大器10的線性動作的上限即AGC放大器輸入電平B，以及高增益時(斷開開關23時)和低增益時(導通開關23時)的天線1輸入～AGC放大器10輸入部的增益差G0_offset，可以由以下公式表示。
B≥PinAGC_TH1＞PinAGC_TH1-G0_offset＞PinAGC_TH2下面說明控制操作。AGC放大器10的輸入信號電平在閾值PinAGC_TH1以上時，導通開關23，使混合放大部的增益下降，并使得AGC放大器10的輸入信號電平下降。因此，即使接收輸入功率電平為E時，也可使AGC放大器10的輸入信號電平成為C(＜B)，并且AGC放大器10未達到飽和，從而使接收部5的線性動作范圍達到接收輸入功率電平E。另一方面，AGC放大器10的輸入信號電平在閾值PinAGC_TH2以下時，斷開開關23，使混合放大部的增益上升，并使得AGC放大器10的輸入信號電平上升。從而，防止接收信號弱時的接收靈敏度的惡化。
這樣，本發(fā)明的實施例2的移動電話，在AGC放大器10的輸入信號電平為高時，設定混合放大部的增益為低，可控制AGC放大器10的輸入信號電平下降，故可擴大接收部5的線性動作范圍。另一方面，AGC放大器10的輸入信號電平為低時，設定混合放大部的增益為高，調高AGC放大器10的輸入信號電平，不至于降低，因此，對于接收特性不會有靈敏度惡化等壞影響。而且，由于根據AGC放大器10的輸入信號電平來進行控制，不存在因天線1輸入～AGC放大器10輸入部的頻率、溫度導致的變化而左右的情況，能夠高精度地控制使AGC放大器10的輸入信號電平進入AGC放大器10的線性動作范圍內。另外，把AGC放大器10的輸入信號電平的閾值上設定兩個不同的值，使控制有滯后的特性，可消除過度增益切換，能夠進行穩(wěn)定的控制。
圖6表示接收輸入功率電平和與之對應的AGC放大器10的設定增益的關系。圖中，AGC放大器10的設定增益F表示AGC放大器10進行線性動作時的設定增益的下限，當開關23斷開時，接收輸入功率電平為H以上，AGC放大器10飽和，當開關23導通時，接收輸入功率電平為I以上，AGC放大器10飽和。即，即使天線1輸入～AGC放大器10輸入部的線性動作的上限值為I時，在開關23斷開時，接收輸入功率電平H也會成為整個接收部5線性動作的上限值。
G1TH1和G1TH2為AGC放大器10的設定增益所對應的閾值，兩個閾值的關系可以用AGC放大器10的線性動作上限即AGC放大器輸入電平B，以及高增益時(斷開開關23時)和低增益時(導通開關23時)的天線1輸入～AGC放大器10輸入部的增益差G0_offset來表示如下。
F≤G1TH1＜G1TH1+G0_offset＜G1TH2接下來，說明控制操作。AGC放大器10的設定增益在閾值G1TH1以下時，導通開關23，通過降低混合放大部的增益來調低AGC放大器10的輸入信號電平，使AGC放大器10的設定增益上升。從而，即使接收輸入功率電平為I的場合，AGC放大器10的設定增益也為F(≤F)，并且AGC放大器10未達到飽和，從而使接收部5的線性動作范圍達到天線1輸入～AGC放大器10輸入部的線性動作的上限值，即接收輸入功率電平I。另一方面，AGC放大器10的設定增益在閾值G1TH2以上時，斷開開關23，通過提高混合放大部的增益來提高AGC放大器10的輸入信號電平，使AGC放大器10的設定增益下降。從而，防止接收信號弱時的接收靈敏度的惡化。
這樣，本發(fā)明的實施例3的移動電話，在AGC放大器10的設定增益為低時，設定混合放大部的增益為低，可控制AGC放大器10的輸入信號電平下降，故AGC放大器10的設定增益上升，結果，可擴大接收部5的線性動作范圍。另一方面，AGC放大器10的輸入信號電平為高時，設定混合放大部的增益為高，調高AGC放大器10的輸入信號電平，不至于降低，因此，對于接收特性不會有靈敏度惡化等壞影響。而且，由于根據AGC放大器10的設定增益來進行控制，不存在因天線1輸入～AGC放大器10輸入部的頻率、溫度導致的變化所左右的情況，能夠高精度地控制使AGC放大器10的輸入信號電平進入AGC放大器10的線性動作范圍內。另外，把AGC放大器10的設定增益的閾值設定兩個不同的值，使控制有滯后的特性，從而在不發(fā)生過度的增益切換的情況下能夠進行穩(wěn)定的控制。另外，不需要算出接收輸入功率電平或AGC放大器10的輸入信號電平而進行控制，可進行簡單的控制。
權利要求
1.一種接收機，具備對接收的高頻信號進行頻率變換且輸出基帶信號的混頻部(9)；輸入并放大所述基帶信號的放大部(10)；設于所述混頻部(9)和所述放大部(10)之間的負載電阻(21、22)；以及通過改變所述負載電阻的電阻值來控制輸入所述放大部(10)的基帶信號的信號電平的控制部(3)。
2.如權利要求1所述的接收機，其特征在于還設有檢測所述接收的高頻信號的信號電平的高頻信號電平檢測部(3)，所述高頻信號的信號電平在預定的閾值以上時，所述控制部(3)通過改變所述負載電阻的電阻值，來調低輸入所述放大部(10)的基帶信號的信號電平。
3.如權利要求2所述的接收機，其特征在于所述控制部(3)設有預定的第一閾值和比該第一閾值小的第二閾值，當所述高頻信號的信號電平為所述第一閾值以上時，通過改變所述負載電阻的電阻值，來降低輸入所述放大部(10)的基帶信號的信號電平，當所述高頻信號的信號電平為第二閾值以下時，通過改變所述負載電阻的電阻值，來提高輸入所述放大部(10)的基帶信號的信號電平。
4.如權利要求1所述的接收機，其特征在于還包括檢測輸入所述放大部(10)的基帶信號的信號電平的基帶信號電平檢測部(3)，在所述基帶信號電平檢測部(3)的檢測電平為預定的閾值以上時，所述控制部(3)通過改變所述負載電阻的電阻值，來降低輸入所述放大部(10)的基帶信號的信號電平。
5.如權利要求4所述的接收機，其特征在于所述控制部(3)設有預定的第一閾值和比該第一閾值小的第二閾值，當所述基帶信號電平檢測部的檢測電平為所述第一閾值以上時，通過改變所述負載電阻的電阻值，使輸入所述放大部(10)的基帶信號的信號電平降低，而當所述檢測電平為第二閾值以下時，通過改變所述負載電阻的電阻值，使輸入所述放大部(10)的基帶信號的信號電平上升。
6.一種接收機，具備對接收的高頻信號進行頻率變換且輸出基帶信號的混頻部(9)；輸入并放大所述基帶信號的可變增益放大部(10)；控制所述可變增益放大部(10)的增益，使其輸出成為一定的增益控制部(3)；以及當所述增益控制部(3)所控制的所述可變增益放大部(10)的增益值在預定的閾值以下時，控制輸入所述放大部(10)的基帶信號的信號電平下降的控制部(3)。
7.如權利要求6所述的接收機，其特征在于所述控制部(3)設有預定的第一閾值和比該第一閾值小的第二閾值，當所述可變增益放大部(10)的增益在所述第一閾值以上時，控制輸入所述可變增益放大部(10)的基帶信號的信號電平上升，而當所述可變增益放大部(10)的增益在第二閾值以下時，控制所述基帶信號的信號電平下降。
全文摘要
依據本發(fā)明的接收機，包括對接收的高頻信號進行頻率變換且輸出基帶信號的混頻部(9)；放大基帶信號的放大部(10)；設于混頻部(9)和上述放大部(10)之間的負載電阻(21、22)；以及通過改變所述負載電阻的電阻值來控制輸入所述放大部(10)的基帶信號的信號電平的控制部(3)，從而，以簡單的結構且簡單的控制，達到擴大接收機的線性范圍的目的。
文檔編號H04B1/30GK1478327SQ01819808
公開日2004年2月25日 申請日期2001年7月27日 優(yōu)先權日2001年7月27日
發(fā)明者貞廣圭一 申請人:三菱電機株式會社